EP3511306B1 - Thermisch stabiles und zyklisch beanspruchbares ultrahochfestes betonbauteil - Google Patents

Thermisch stabiles und zyklisch beanspruchbares ultrahochfestes betonbauteil Download PDF

Info

Publication number
EP3511306B1
EP3511306B1 EP18213472.6A EP18213472A EP3511306B1 EP 3511306 B1 EP3511306 B1 EP 3511306B1 EP 18213472 A EP18213472 A EP 18213472A EP 3511306 B1 EP3511306 B1 EP 3511306B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
concrete
fibers
concrete component
ultra
cyclically
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP18213472.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3511306A1 (de
Inventor
Siemon Piotrowski
Alexander Wetzel
Bernhard Middendorf
Maik Feldmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Kassel
Original Assignee
Universitaet Kassel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Kassel filed Critical Universitaet Kassel
Publication of EP3511306A1 publication Critical patent/EP3511306A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3511306B1 publication Critical patent/EP3511306B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/0675—Vegetable refuse; Cellulosic materials, e.g. wood chips, cork, peat, paper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • C04B2201/52—High compression strength concretes, i.e. with a compression strength higher than about 55 N/mm2, e.g. reactive powder concrete [RPC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention relates to a thermally stable and cyclically loadable ultra high strength concrete component.
  • the abbreviation UHPC is used for ultra high performance concrete.
  • the abbreviation UHFB is also known for such concretes.
  • UHPC concretes are well known from the prior art. UHPC concretes differ from common concretes in that they have a higher strength. In detail, one speaks of a UHPC when it has a strength of more than 130 N/mm 2 with a water-cement content of ⁇ 0.25. UHPC concretes are characterized by a dense microstructure with a very low capillary porosity.
  • UHPC concretes are rarely fully hydrated.
  • a water vapor partial pressure of free, originally physically and chemically bound water is created.
  • the water vapor partial pressure cannot escape due to the dense microstructure of the concrete. If the water vapor partial pressure exceeds the tensile strength of the matrix, the concrete fails. This can lead to spalling of larger concrete parts, or explosive phenomena with simultaneous strong steam development, leaving gravel-like residues.
  • the CN 107 382 205 A discloses an ultra-high-strength, high-performance fiber reinforced concrete of strength class C160 and a method for its production.
  • the concrete contains the following components in Parts by weight: 485 parts cement, 82 parts water, 1000 parts macadam rock, 750 parts fine aggregate, 70 parts coal ash, 73 parts rice hull ash, 102 parts silica fume, 14.0 parts water reducer, 9.5 parts reactive additive, 1.6 parts cellulose fibers , 40 parts hydroxy-modified carbon nanotube dispersion liquid, 37 parts graphene oxide dispersion liquid, and 2.6 parts defoamer. The proportion by weight of the cellulose fibers is therefore 0.06%.
  • the concrete produced has higher toughness, durability, higher bond strength with section steel, compressive strength up to 167.74 MPa, fracture strength up to 35.21 MPa, splitting strength up to 14.59 MPa, bond strength with section steel of up to 7.54 MPa and a class VI resistance to chloride penetration.
  • the object on which the invention is based is to provide a solid mass for the production of a UHPC concrete that can be subjected to high thermal stresses and, moreover, can be subjected to alternating loads, ie can be subjected to cyclic stresses.
  • the solid mass contains at least one hydraulic binder, namely cement and at least one aggregate, e.g. As quartz sand or basalt sand, and has a proportion of fibers whose volume decreases when heated.
  • the solid mass has fibers that reduce its volume when the finished concrete is heated, namely cellulose fibers and/or regenerated cellulose fibers. The reduction in volume of such fibers when heated creates a pore structure in the concrete, which opens up the possibility of dissipating the partial pressure of water vapor in the concrete without causing a microcrack structure that leads to the destruction of a concrete component made from the solid mass according to the invention.
  • UHPC concrete can be further increased by using cellulose fibers and regenerated cellulose fibers.
  • regenerated cellulose fibers have a higher tensile strength of 918.1 MPa compared to 247.2 MPa compared to polypropylene fibers and a higher modulus of elasticity of 6,753.8 MPa compared to 1158.6 MPa. Since the water absorption of such cellulose or regenerated cellulose fibers is up to 10%, a considerable increase in the strength of the concrete can also be expected when such concrete is heated.
  • the proportion of fibers that reduce their volume when heated in relation to the volumetric solids content of the concrete is between 0.3 and 1.2% by volume, particularly advantageously between 0.3 and 0.6% by volume. in particular 0.6% by volume.
  • the fibers advantageously have a length of about 0.5 to 20 mm and a diameter of about 5 to 200 ⁇ m, preferably about 12 ⁇ m.
  • the component has a microstructure in which the cavities created by the fibers are at least partially connected to the environment in order to prevent the hydrogen partial pressure, i.e. the water, from escaping to allow hydration of the concrete used. Further hydration or the pozzolanic reaction by the water vapor generally leads to an increase in strength at certain temperature ranges.
  • the invention also relates to the use of a thermally stable and cyclically stressable, ultra-high-strength concrete component as described above, as a fire protection element, as a stove plate as a natural stone substitute, for example for soapstone, or also for the production of industrial floors with high mechanical and cyclic thermal loads at the same time.
  • concrete components can be produced that have a strength of approx. 165 N/mm 2 after 28 days of standard storage exhibit.
  • Such a concrete component can also withstand high thermal loads, since it can be heated to over 250° C., in particular up to approx. 500° C., and cooled to room temperature almost as often as desired without the primary function of the concrete component or concrete being impaired .

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein thermisch stabiles und zyklisch beanspruchbares ultrahochfestes Betonbauteil.
  • Nachfolgend wird für ultrahochfesten Beton die Abkürzung UHPC verwendet. Bekannt für solche Betone ist auch die Abkürzung UHFB.
  • Aus der WO 2011/042294 A1 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Festbetonen bekannt. Insbesondere geht es hier um die Dauerhaftigkeit von Betonen gegen das Eindringen von Wasser zur Vermeidung der sich daraus ergebenen Schädigungsmechanismen beispielsweise in Bezug auf die Frost-Tau-Beständigkeit und die Chlorid-Migration.
  • UHPC Betone sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. UHPC Betone unterscheiden sich von gängigen Betonen dadurch, dass diese eine höhere Festigkeit aufweisen. Im Einzelnen spricht man dann von einem UHPC, wenn dieser eine Festigkeit von mehr als 130 N/mm2 aufweist, bei einem Wasserzementgehalt von < 0,25. UHPC Betone zeichnen sich durch eine dichte Mikrostruktur mit einer sehr geringen Kapillarporosität aus.
  • UHPC Betone sind allerdings in den seltensten Fällen durchhydriert. Bei Erwärmung eines solchen Betonbauteils aus einem UHPC Beton entsteht ein Wasserdampfpartialdruck aus freiem, ursprünglich physikalisch und chemisch gebundenen Wasser. Der Wasserdampfpartialdruck kann aufgrund der dichten Mikrostruktur des Betons nicht entweichen. Übersteigt der Wasserdampfpartialdruck die Zugfestigkeit der Matrix, versagt der Beton. Dabei kann es zu Abplatzungen von größeren Betonteilen kommen, oder aber auch zu explosionsartigen Erscheinungen mit gleichzeitiger starker Dampfentwicklung, bei denen kiesartige Reste verbleiben.
  • Um diesem Phänomen entgegenzuwirken, bestünde die Möglichkeit, die Gaspermeabilität der Betone zu erhöhen. Dies könnte beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Polypropylenfasern der Feststoffmasse beigegeben werden, die sich bei Erwärmung in dem Bereich von 100° C bis 140° C ausdehnen und dann schmelzen, wodurch ein sogenanntes Porennetzwerk innerhalb des Betons entsteht. Durch dieses Porennetzwerk kann der Wasserdampfpartialdruck abgeleitet werden. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass aufgrund des etwa 10-fach höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten der Polypropylenfasern gegenüber dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Betons die Betonmatrix geschädigt wird. Das heißt, dass Polypropylenfasern in dichten Betonen und vor allem in Hochleistungsbetonen, bei einer Erhöhung der Temperatur zu einer Rissinduzierung und Mikrorissbildung in longitudinaler Richtung der Fasern führen. Diese Risse, die zusätzlich zu den durch die Polypropylenfasern geschaffenen Hohlräumen entstehen, sorgen schlussendlich für eine Entweichung des Wasserdampfpartialdrucks. Allerdings birgt die Kombination von Hohlräumen aufgrund des Schmelzens der Polypropylenfasern und der Rissbildung durch die Volumenvergrößerung der Polypropylenfasern vor deren Schmelzen die Gefahr, dass die Rissbildung nicht zielgerichtet erfolgt, sondern mehr oder weniger zufällig. Das heißt, dass die Rissbildung auch so vonstattengehen kann, dass bei Beanspruchung des Betonbauteiles durch die Rissbildung die Festigkeit erheblich herabgesetzt ist. Ein weiteres hohes Risiko für die Behinderung der Permeabilität des Bauteiles für Wasser besteht darin, dass aufgrund des Schmelzens der Polypropylenfasern die Risse verstopft werden. Das heißt, dass dann der auftretende Wasserdampfpartialdruck nicht abgeleitet werden kann. Ist dieser Druck höher als die Zugfestigkeit der Matrix, kann der Beton ebenfalls aufgrund des Einsatzes von PP-Fasern versagen.
  • In neuerer Zeit werden in Backöfen auch Betonplatten eingesetzt. Diese sind hohen thermischen Belastungen ausgesetzt, da diese Betonplatten in hohen Zyklen erhitzt und abgekühlt werden. Die Temperaturen, die ein Ofen erreicht, liegen bei bis zu 300°. Hierbei schmelzen die Polypropylenfasern, was zur Folge hat, dass beim Schmelzen der Polypropylenfasern aufgrund der Rissbildung entsprechende Gase austreten, was bei der Herstellung von Lebensmitteln in einem Ofen zu vermeiden ist.
  • Die CN 107 382 205 A offenbart einen ultrahochfesten Hochleistungsfaserbeton der Festigkeitsklasse C160 und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Der Beton enthält die folgenden Bestandteile in Gewichtsteilen: 485 Teile Zement, 82 Teile Wasser, 1000 Teile Makadam Gestein, 750 Teile feiner Zuschlagstoff, 70 Teile Kohleasche, 73 Teile Reishüllenasche, 102 Teile Silikastaub, 14,0 Teile Wasserreduzierer, 9,5 Teile reaktiven Zusatzstoff, 1,6 Teile Zellulosefasern, 40 Teile hydroxymodifizierte Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersionsflüssigkeit, 37 Teile Graphenoxid-Dispersionsflüssigkeit und 2,6 Teile Entschäumer. Der Gewichtsanteil der Zellulosefasern beträgt somit 0,06%. Der hergestellte Beton hat eine höhere Zähigkeit, Dauerhaftigkeit, höhere Verbundfestigkeit mit Profilstahl, eine Druckfestigkeit von bis zu 167,74 MPa, eine Bruchfestigkeit von bis zu 35,21 MPa, eine Spaltfestigkeit von bis zu 14,59 MPa, eine Verbundfestigkeit mit Profilstahl von bis zu 7,54 MPa und einen Chlorideindringwiderstand der Klasse VI.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Feststoffmasse zur Herstellung eines UHPC Betons bereitzustellen, der thermisch hoch beanspruchbar ist, und darüber hinaus einer wechselnden Belastung unterzogen werden kann, also zyklisch beanspruchbar ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Feststoffmasse mindestens ein hydraulisches Bindemittel, nämlich Zement und mindestens einen Zuschlagstoff, z. B. Quarzsand oder Basaltsand, sowie einen Anteil an Fasern aufweist, deren Volumen sich bei Erwärmung vermindert. Im Einzelnen ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Feststoffmasse bei Erwärmung des fertigen Betons ihr Volumen reduzierende Fasern, nämlich Zellulosefasern und /oder Zelluloseregeneratfasern, aufweist. Durch die Volumenverminderung solcher Fasern bei Erwärmung entsteht eine Porenstruktur im Beton, die die Möglichkeit eröffnet, den im Beton entstehenden Wasserdampfpartialdruck abzuleiten, ohne dass es zu einer Mikrorissstruktur kommt, die zu einer Zerstörung eines aus der erfindungsgemäßen Feststoffmasse hergestellten Betonbauteils führt.
  • Nun ist aus dem Stand der Technik gemäß der US 2012/0328821 A1 durchaus bekannt, solche Zelluloseregeneratfasern bei Betonen zu verwenden. Nicht bekannt ist allerdings die Verwendung solcher Zellulosefasern bzw. auch Zelluloseregeneratfasern in Verbindung mit UHPC Betonen. Schlussendlich ist man davon ausgegangen, dass der Einsatz solcher Zellulosefasern bzw. Zelluloseregeneratfasern deshalb für UHPC Betone nicht in Frage kommt, da diese stark hygroskopisch sind. Dies vor dem Hintergrund, dass dann der Wasserstoffpartialdruck im Beton noch höher würde, als er auch ohne diese Fasern in der Matrix bereits ist. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass dem nicht so ist, sondern dass vielmehr das zusätzliche Wasser zum einen entweicht, zum anderen allerdings auch zu einer weiteren Hydratisierung des Betons führt, was daran liegt, dass UHPC Betone nicht durchhydratisiert sind. Das heißt, bei weiterer Hydratisierung führt das freiwerdende Wasser zu einer Erhöhung der Festigkeit des Betons. Übliche Betone hingegen, sind durchhydratisiert, was zur Folge hat, dass hier eine Erhöhung der Festigkeit, auch bei freiwerdendem Wasser in der Mikrostruktur, nicht stattfindet.
  • Zusammenfassend ist demzufolge festzuhalten, dass durch die Verwendung der von Zellulosefasern und von Zelluloseregeneratfasern die bereits guten Dauerhaftigkeits- und mechanischen Eigenschaften des UHPC Beton weiterhin erhöht werden können. Dies insbesondere auch deshalb, weil eine Zelluloseregeneratfaser eine im Vergleich zu Polypropylenfasern höhere Zugfestigkeit vom 918,1 MPa gegenüber 247,2 MPa und einen höheren E-Modul 6.753,8 MPa gegenüber 1158,6 MPa aufweist. Da die Wasseraufnahme derartiger Zellulose oder Zelluloseregeneratfasern bis zu 10 % beträgt, ist auch mit einer erheblichen Steigerung der Festigkeit des Betons bei Erwärmung eines solchen Betons zu rechnen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Anteil an bei Erwärmung ihr Volumen vermindernden Fasern in Bezug auf den volumetrischen Festkörperanteil des Betons zwischen 0,3 und 1,2 Vol.-%, besonders vorteilhaft zwischen 0,3 und 0,6 Vol.-%, insbesondere 0,6 Vol.-% beträgt. Die Fasern weisen vorteilhaft eine Länge von ca. 0,5 bis 20 mm und einen Durchmesser von ca. 5 bis 200 µm, vorzugsweise ca. 12 µm auf.
  • Vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen bzw. den nebengeordneten Ansprüchen zu entnehmen.
  • Im Einzelnen ist bei einem UHPC Betonbauteil vorteilhaft weiterhin vorgesehen, dass das Bauteil eine Gefügestruktur aufweist, bei der die durch die Fasern erzeugten Hohlräume zumindest partiell mit der Umgebung in Verbindung stehen, um das Entweichen des Wasserstoffpartialdruckes, das heißt des Wassers, das nicht zur weiteren Hydratisierung des Betons verwendet wird, zu ermöglichen. Die weitere Hydratisierung oder die puzzolanische Reaktion durch den Wasserdampf führt grundsätzlich zu einer Erhöhung der Festigkeit bei bestimmten Temperaturbereichen.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung eines zuvor beschriebenen thermisch stabilen und zyklisch beanspruchbaren, ultrahochfesten Betonbauteils, als Brandschutzelement, als Ofenplatte als Natursteinersatz, zum Bespiel für Speckstein, bzw. auch zur Herstellung von Industrieböden mit hoher mechanischer und gleichzeitig zyklischer, thermischer Belastung.
  • Nachstehend findet sich ein Beispiel für eine Feststoffmasse zur Herstellung eines UHPC-Betonbauteils.
    Ausgangsstoff Volumen [dm3] Masse [kg] Dichte [kg/dm3]
    Wasser 184,20 184,198 1,00
    Porenraum 15,00 - 0,00
    Bindemittel
    CEM I 52,5 R HS-NA (Holcim Sulfo) 251,42 779,389 3,10
    Sika Silikoll P unkompaktiert 75,10 165,216 2,20
    Zusatzmittel
    Sika Viskocrete 2810 22,07 23,615 1,07
    0 0,00 0,000 0,00
    Zuschlag / Zusatzstoffe
    Quarzmehl Millisil W12 73,34 194,353 2,65
    0,00 0,000 2,65
    Quarzsand G32 0,125 mm / 0,5 mm 355,98 943,339 2,65
    0,00 0,000 3,00
    0,00 0,000 3,00
    0,00 0,000 3,00
    0,00 0,000 2,65
    Fasern
    Mikrodrahtfasern 0,20 mm / 13 mm (Stratec) 16,9000 132,665 7,85
    CR-Fasern 6,00 9,000 1,50
    0,00 0,000 0,00
    Summe: 1000,000 2422,775
  • Mit einer solchen Feststoffmasse können Betonbauteile hergestellt werden, die nach 28 Tagen der Normlagerung eine Festigkeit von ca. 165 N/mm2 aufweisen. Ein solches Betonbauteil ist auch thermisch hochbelastbar, da es nahezu beliebig oft auf über 250 °C und zwar insbesondere bis auf ca. 500 °C erwärmt und auf Raumtemperatur abgekühlt werden kann, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der primären Funktion des Betonbauteils oder Betons kommt.

Claims (4)

  1. Thermisch stabiles und zyklisch beanspruchbares ultrahochfestes Betonbauteil aufweisend eine Festigkeit von mehr als 130 N/mm2 bei einem Wasserzementgehalt von weniger als 0,25, hergestellt mit einer Feststoffmasse mit mindestens einem hydraulischen Bindemittel, nämlich Zement, und mindestens einem Zuschlagsstoff, z. B. Quarzsand oder Basaltsand, sowie einem Anteil an Fasern, nämlich Zellulosefasern und/oder Zelluloseregeneratfasern, deren Volumen sich bei der Erwärmung vermindert,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Anteil der bei Erwärmung ihr volumenvermindernden Fasern in Bezug auf den volumetrischen Festkörperanteil des Betons zwischen 0,3 und 1,2 Vol.-%, besonders vorteilhaft zwischen 0,3 und 0,6 Vol.-% und insbesondere 0,6 Vol.-% beträgt.
  2. Betonbauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Fasern eine durchschnittliche Länge von 0,5 bis 20 mm, und/oder einen Durchmesser von 5 bis 200 µm aufweisen.
  3. Betonbauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Bauteil eine Gefügestruktur aufweist, bei der die durch die Fasern erzeugten Hohlräume zumindest partiell mit der Umgebung in Verbindung stehen.
  4. Verwendung eines thermisch und zyklisch beanspruchbaren ultrahochfesten Betonbauteils nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    als Brandschutzelement, Ofenplatte, Betonrohr, Industrieboden oder Feuerbetonersatz.
EP18213472.6A 2018-01-16 2018-12-18 Thermisch stabiles und zyklisch beanspruchbares ultrahochfestes betonbauteil Active EP3511306B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018100850.3A DE102018100850A1 (de) 2018-01-16 2018-01-16 Feststoffmasse zur Herstellung eines thermisch stabilen und zyklisch beanspruchbaren ultrahochfesten Betons oder hochfesten Betons bzw. eines ultrahochfesten oder hochfesten Betonbauteils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3511306A1 EP3511306A1 (de) 2019-07-17
EP3511306B1 true EP3511306B1 (de) 2023-01-18

Family

ID=64744658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18213472.6A Active EP3511306B1 (de) 2018-01-16 2018-12-18 Thermisch stabiles und zyklisch beanspruchbares ultrahochfestes betonbauteil

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3511306B1 (de)
DE (1) DE102018100850A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29623766U1 (de) * 1996-12-18 1999-11-11 Holzmann Philipp Ag Hochfester Beton mit verbesserter Duktilität
EP2837476A1 (de) * 2013-08-15 2015-02-18 Europoles GmbH & Co. KG Ultrahochfester Beton und daraus hergestelltes Betonbauteil

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2463756A1 (fr) * 1979-08-20 1981-02-27 Santt Rene Materiaux et procedes de construction dans les zones menacees par les tremblements de terre
JPH05345650A (ja) * 1992-06-16 1993-12-27 Kubota Corp 難燃化繊維補強セメント板の製造方法
DE4220274C2 (de) * 1992-06-20 1997-08-21 Hans Jaklin Gegen Abplatzungen bei Brandbeanspruchung beständiges Bauteil
CH693484A5 (de) * 2000-05-17 2003-08-29 Memarco Ag Betonmischung mit erhöhter Brandresistenz.
DE202004004523U1 (de) * 2004-03-23 2004-06-24 Wilhelmi, Hermann Feuerfester Beton
WO2007088271A1 (fr) * 2006-01-31 2007-08-09 Eiffage Tp Utilisation de betons hautes performances dans la fabrication ou la protection d'elements de structure resistants a des conditions extremes de temperature
DE102009025163A1 (de) * 2009-06-12 2010-12-16 Sto Ag Bauelement
DE102009045450A1 (de) * 2009-10-07 2011-04-14 Wacker Chemie Ag Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Festbeton
WO2011051951A1 (en) 2009-11-02 2011-05-05 Dror Selivansky Fiber-reinforced structures and processes for their manufacture
CN107382205B (zh) * 2017-08-16 2019-10-22 西安建筑科技大学 一种c160强度等级的超高强高性能纤维混凝土及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29623766U1 (de) * 1996-12-18 1999-11-11 Holzmann Philipp Ag Hochfester Beton mit verbesserter Duktilität
EP2837476A1 (de) * 2013-08-15 2015-02-18 Europoles GmbH & Co. KG Ultrahochfester Beton und daraus hergestelltes Betonbauteil

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HEIDELBERGCEMENT: "Betontechnische Daten", Retrieved from the Internet <URL:https://www.betontechnische-daten.de/de/6-2-3-druckfestigkeitsklassen> [retrieved on 20210414] *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018100850A1 (de) 2019-07-18
EP3511306A1 (de) 2019-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2260011B1 (de) Beständige werkstoffe und beschichtungen aus anorganischen bindemitteln mit faserverstärkung
DE602004008145T2 (de) Bindungsschicht für Substrate die auf Silizium basiert sind
DE112007000923B4 (de) Verbundwerkstoff aus Metall und Keramik, Verfahren zu dessen Herstellung, seine Verwendung sowie Energieabsorptionsbauteil
Ganesan et al. Tension Stiffening and Cracking of Hybrid Fiber-Reinforced Concrete.
DE3329250A1 (de) Feuerfestes siliziumnitrid-verbundmaterial
EP3619178A1 (de) Betonelement mit bewehrung mit verbessertem oxidationsschutz
EP1787967B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines gebrannten Formteils einer feuerfesten Auskleidung
EP3138826B1 (de) Baustofftrockenmischung enthaltend pyrogene kieselsäure und daraus erhältlicher brandschutzputz
DE102013008855B4 (de) Graphit haltiges feuerfestes Erzeugnis und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006040270B4 (de) Gebranntes feuerfestes Produkt
EP3511306B1 (de) Thermisch stabiles und zyklisch beanspruchbares ultrahochfestes betonbauteil
EP1739356A1 (de) Formmasse zum Herstellen einer feuerfesten Auskleidung
DE102009022112A1 (de) Bremsbelag, Verfahren zur Herstellung eines solchen Bremsbelags sowie Bremseinheit umfassend einen solchen Bremsbelag
KR20100051442A (ko) 초고강도 고내화성 콘크리트
EP1735253B1 (de) Verfahren zur herstellung von hochfestem, säurebeständigem beton
DE202011050860U1 (de) Säurebeständiger Mörtel
DE102013004101B4 (de) Zusammensetzung, Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs, Verwendung der Zusammensetzung sowie Verbundwerkstoff
DE102014008892B4 (de) Verfahren zur Verbesserung der Thermoschockbeständigkeit von feuerfesten Erzeugnissen
EP1646593B9 (de) Festbeton sowie frischbeton zur herstellung eines festbetons und verwendung eines betons zur herstellung eines bauteiles mit höherer temperaturbeständigkeit
DE102011008659A1 (de) Calciumsilikatgebundener Baustein und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2023110102A1 (de) Bewehrter magnesium-silikat-hydratverbundwerkstoff
DE102008036376A1 (de) Beton mit erhöhter Brandbeständigkeit
DE102008053231B4 (de) Thermisch stabiler betonfreier Verbundwerkstoff, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung des Verbundwerkstoffs
DE2028272A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Magnesitsteinen
DE202013012273U1 (de) Baustoff

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17P Request for examination filed

Effective date: 20200115

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20200205

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20220720

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

GRAL Information related to payment of fee for publishing/printing deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR3

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

INTC Intention to grant announced (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502018011456

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1544611

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20230215

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20230118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230518

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230418

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230518

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230419

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502018011456

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

26N No opposition filed

Effective date: 20231019

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230118

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20231120

Year of fee payment: 6